二類高層建筑定義范文

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【關鍵詞】高層建筑；綠色施工技術；應用；概述；措施

一、前言

高層建筑從出現到現在已經經歷了一百多年，在這一百多年中，高層建筑為城市、為人類都做出了重要的貢獻，推動了城市化的進程和城市的發展。但是，高層建筑也有功能復雜、規模龐大等特點，這些特點導致高層建筑為人類帶來了社會資源和城市環境問題。從人們節約資源要求和對生活環境的需求以及可持續發展觀念和與自然和諧共生的觀念等方面來看，高層建筑在建設時，要采取保護環境和節地、節水、節能、節材等綠色施工措施。通過這些措施來促使高層建筑和諧而健康地發展，為人類造福。

二、高層建筑概述

現階段對高層建筑的定義比較紊亂，學術界有很多說法，多少層或多少高的建筑才是高層建筑？不同的地區或不同的國家對此有不同的理解。在我國的定義是建筑在十層以上（包括十層）或者是高度超過二十八米的非抗震設計或者是抗震設計是抗震設防烈度是六至九度的高層而且用途是民用的建筑。1972年，相關會議將高層建筑分為了四類，分別是一類高層，層數是九至十六層，高度在五十米以下；二類高層：層數是十七至二十五層，高度在七十五米以下；三類高層：層數是二十六至四十，高度在一百米以下；四類高層：層數在四十層以上，高度在一百米以上。

二十世紀九十年代以后，我國的高層建筑開始飛速發展。在大中城市中，高層建筑所占的比例越來越多，超深建筑、超高建筑、超大建筑也在城市中涌現，而且數量和所占比例都越來越大。

三、高層建筑對環境的影響

（一）氣候影響。

高層建筑的高度和體量影響著城市的尺度和周圍環境。無論是融入城市的高層建筑還是單獨的高層建筑，建筑物的高度和體量與其對環境產生的影響都成正比。高層建筑的尺度不斷增大，而且建造速度也在不斷加快，數量也已經相當龐大。數量龐大的高層建筑已經導致城市環境的惡化，而且這種影響還會持續下去，高層建筑已經成為了破壞城市環境的禍源之一。

在高層建筑建造時，會產生噪聲污染、水污染、固體廢棄物污染、粉塵污染，對城市小環境和街區小氣候會產生惡劣影響。有些建筑在建造時，還會能耗過大。如取暖、空調和照明都會產生很大的能耗，同時產生很多的廢熱，這改變了城市的熱平衡，加劇了城市熱島效應，惡化了居民的生存環境。

（二）對周邊設施和建筑物的影響

大部分的高層建筑是在城市當中，周邊存在好多建筑物，高層建筑在建造時，會深挖地基。這就會引起周邊的市政管道和建筑物發生沉降變形，甚至導致開裂破壞。如果高層建筑所在地的地下水位比較高，那么高層建筑在開挖地基時就會進行排水，這也會導致周邊的地面和建筑物發生沉降。如果排水時間過長，那么還會導致破壞植被，周邊的綠地和樹木會因為缺水而枯萎。

（三）粉塵和噪聲污染

高層建筑物在施工時，需要進行大量的物資運輸。在物資運輸和加工生產時會產生很多粉塵和建筑垃圾。由于在建筑時還會用到大型的機械設備，這會產生大量的粉塵和噪聲污染，影響周邊的居民生活。

四、高層建筑綠色施工

（一）綠色施工概念

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關鍵詞：高層建筑 商住樓 消防 設計

中圖分類號：[TU208.3] 文獻標識碼：A 文章編號：

1 前言

近年來，隨著我國經濟社會的快速發展，城市建設規模越來越大，高層建筑大量涌現，高層商住樓因具備商與住的特點，成為臨街建筑的主要形式。由于目前僅《高層民用建筑設計防火規范》（以下簡稱《高規》）對該類建筑的消防設計做出了規定，但對商住樓、綜合樓及帶商業服務網點的住宅樓等重要概念界定不明確，導致部分工程設計人員沒有領會《規范》實質，人為降低高層商住樓消防設計標準。筆者結合實際工作，對高層商住樓消防設計的有關問題進行探討。

2 與商住樓有關術語的定義解釋

2.1 商住樓

底部商業營業廳與住宅組成的高層建筑。

2.2 商業服務網點

居住建筑的首層或首層及二層設置的百貨店、副食店、糧店、郵政所、理發店等小型營業性用房。該用房建筑面積不超過300m2，采用耐火極限不低于1.50h的樓板和耐火極限不低于2.00h且無門窗洞口的隔墻與居住部分及其他用房完全分隔， 其安全出口、疏散樓梯與居住部分的安全出口、疏散樓梯分別獨立設置。

2.3 綜合樓

由二種及二種以上用途的樓層組成的公共建筑。

由此可知，商住樓屬于綜合樓的一種特殊形式，其防火要求如按綜合樓來處理是偏嚴了，所以《高規》將該類形式的綜合樓劃分出來，作為商住樓按低于綜合樓的公共建筑提出防火要求。

3 高層商住樓消防設計中的常見問題

3.1 商住樓安全疏散設計問題

商住樓住宅疏散樓梯在設計中主要有兩種形式：一種是商業營業廳屋頂作為上人平臺，住宅部分各單元疏散樓梯通至該平臺，再通過平臺兩側的疏散樓梯疏散到地面。另一種是住宅最底層做了一個室外通廊，各單元疏散樓梯通至通廊，通過通廊設置的疏散樓梯通至地面。這兩種疏散形式按照《高規》有關規定，往往不能滿足要求。

3.2 商場營業廳疏散樓梯間的設置問題

通常情況下，有的商住樓商業營業廳只有兩三層，但該建筑屬于建筑高度超過32m的二類高層建筑或屬于一類高層建筑，按《高規》要求應設置防煙樓梯間。

3.3 商住樓住宅部分的消防設計問題

《高規》對于商住樓中住宅的消防設計除第6.1.3A 條外沒有明確的規定，只能參照其他條款進行設計。在具體設計和施工中，如果將商住樓完全套用一般公共建筑的規定和要求，都將提高其設計標準，增加投資，不符合消防設計經濟合理的要求。

4 高層商住樓建筑消防設計原則及有關對策

4.1 高層商住樓建筑類別確定

根據《高規》有關規定，高層商住樓屬于公共建筑。對于設置商業服務網點的建筑，根據《高規》條文說明第1.0.4條第4款第4項“首層設置商業服務網點，必須符合規定的服務網點，如超出規定或第二層也設置商業服務網點，應視為商住樓對待，不應以商業服務網點對待”。而判定一幢建筑是多層還是高層建筑；是一類高層還是二類高層建筑；其安全出口、疏散樓梯、消防電梯、消防設施的設置等消防設計，居住建筑是按住宅的類型、住宅層數來作為設計依據；而公共建筑是按照建筑高度、建筑分類來作為設計依據。

4.2 高層商住樓安全疏散設計

對于商業營業廳建筑高度不超過24m時可以看作是高層建筑的裙房，樓梯間可按照《高規》第6.2.2 條要求采用封閉樓梯間；對于超過24m的商業營業廳，其樓梯間應按照防煙樓梯間設置。因此，商住樓作為商業營業廳和住宅兩部分構成的特殊綜合樓，各自的人員疏散系統相對獨立，在兩部分進行防火分隔和加強人員疏散保護的條件下，商住樓的商業部分可按公共建筑進行消防設計，住宅部分可按照將商業部分層數計算在內的純住宅進行消防設計。

4.3 商業服務網點的消防設計

商業服務網點內疏散距離不應大于30m，在設計中由首層通向二層的疏散樓梯應嚴禁使用旋轉樓梯，在滿足疏散距離的情況下應考慮在一層安全出口處設置通向二層的疏散樓梯，有條件的盡可能的利用室外疏散樓梯作為輔助樓梯。對于商業服務網點消防給水設計，疏散距離不超過20m可不設置自動噴水滅火系統；大于20m不超過30m，需要設置自動噴水滅火系統和火災自動報警系統；商業服務網點內只需要滿足兩股水柱到達室內的任何部位，不限制消火栓設置位置。

4.4 商業和住宅層數的換算

商業營業廳的層高通常大于住宅部分的層高，例如某高層商住樓，地上十層，地下一層，其中一至二層為商業用房，層高為4.2m；三至十層為住宅用房，層高為3.1m。按照建筑實際的層數對住宅部分進行設計，會使商住樓層數小于同等高度的住宅樓，與建筑高度、層數有關的樓梯間及消防電梯形式有可能降低標準。目前，有研究人員提出商住樓層數修正換算公式N= N 1+ N2（式中N 為住宅設計層數，N1 為住宅部分的層數，N2 為商業部分換算成住宅的層數，N2= H/ h的四舍五入值，H為商住樓商業部分的建筑高度，h為住宅部分的層高）較為合理，可以運用于商住樓、綜合樓的建筑層數換算。

參考文獻

[1] 高層民用建筑設計防火規范. GB50045-95(2005年版).

[2] 劉珠峰. 商住樓消防設計中的常見問題及對策. 內蒙古科技與經濟,2010,7.

[3] 陳軍. 關于商住樓消防設計有關問題的討論. 中外建筑,2010,8.

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【關鍵詞】高層辦公樓；建筑結構；設計

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號：

1.樓屋蓋結構的類型、適用范圍及其基本尺度

1.1樓屋面板和梁格布置

對于高層現澆鋼筋混凝土結構來說，為保證樓屋蓋在其自身水平面內具有一定的剛度，便利于電氣設備的埋管走線，改善樓板隔聲防振性能，通常要求板厚不宜小于8~10cm，所以從經濟的角度出發，梁格布置時取梁中距離3~4m為宜。同時，對于高層建筑結構來說，豎向構件（簡體、墻、柱）斷面一般都比較大，梁板受到的水平溫差收縮應力比較大，板厚些，板面適當配置構造貫通的分布鋼筋對控制溫差收縮裂縫的寬度、提高整體樓屋蓋剛度、防止地面裝修破壞是有利的。樓屋面結構中梁格布置要注意盡量使之傳力直接，且注意與建筑的內隔墻能有機統一、對齊，以改善室內空間的質量。有困難時，可以擴大梁的間距，此時可采用預應力或非預應力大跨度厚平板，板厚對于非預應力平板可取L／30—L／40，對于預應力平板可取L／40—L／50這里L為板的短向跨度。這時雖然板厚增加，但室內凈度加大，層高可減小，省略了吊頂，板的單價較低，總體經濟技術效益還是可行的。

1.2梁的運用斷面尺寸

隨著建筑技術、社會生產的發展。人們對建筑空間的要求愈來愈高，這主要表現在要求建筑能提供盡量大的靈活空間和開闊的景觀視野。在這樣的情況下，要求樓面梁的跨度愈來愈大，因此樓面梁的高度不允外如多層工業廠房常規設尺寸那么高。關于樓面梁的高度，對于高層建筑來說，是一個很敏感的問題，它和多層建筑不一樣。梁高加大，梁自身的剛度、配筋比較合理，但帶來的建筑層高加大累計起來建筑總高加大較多，相應豎向交通、填充墻、幕墻材料用量增加，建造從成本反而加大；同時由于層高加大、總高加大，風荷載、地震荷載加大，使主體結構豎向構件墻柱、筒斷面相應加大，不但降低了建筑平面利用系數，且增加了建筑結構成本，反而不經濟。所以，高層建筑中扁梁、寬扁梁應運而生，具有較強大的生命力。同時從抗震角度看，框架梁高而窄，對框架節點的抗震性能也不利。這是因為高層建筑的柱斷面與多層建筑不同。一般都比較大，框架梁窄，對框架節點形不成較好的約束。

另外，從整體結構的抗側剛度構成來看，高層建筑結構的抗側剛度—般建設計成主要來源于筒體、剪力墻、支撐、剛臂（剛性加強層），高層框架結構一般是第二道防線，吸收的水平力比較??；增加框架梁的剛度對提高整體高層結構抗側剛度效果一般很不明顯，這點與多層建筑純框架結構有所不同。多層建筑純框架結構，框架柱斷面比較小，框架梁的剛度直接影響結構的總剛度、抗側力和整體穩定。所以一般高層建筑的框架梁的斷面高度尺寸可以適當減小。其實際可行的另一客觀原因是，一般高層建筑豎向構件墻、柱、筒體斷面尺寸較大，它們對梁的約束比較大，實際上增大了梁的剛度、減小了梁在垂直荷載下的撓度。這里高層建筑中的梁可分為二類。一類框架梁，一類樓面梁。直接與豎向構件框架柱、簡體、剪力墻相連的梁可稱作框架梁，它們直接吸收一部分水平力，對結構剛度、抗側貢獻較大，斷面尺寸宜從嚴掌握。不直接與豎向構件相連的梁可稱作樓面梁，它們間接吸收水平力，對結構剛度、抗側貢獻鉸小，斷面尺寸可從寬掌據。實用上，有時可設計框架梁樓面梁梁高相同，以利建筑空間使用，此時框架梁斷面寬區可較樓面梁斷面寬度加大。

2.主體結構的類型、適用范圍及其基本尺度

2.1框架結構

純框架結構一般僅適用于10~12層50m高度以下的高層建筑、辦公建筑。框架結構的布置主要要注意對稱均勻和傳力直接。常用的高層框架結構適宜的柱網尺寸宜取7.2~12m，這時一方面便利于地下室停車位的經濟有效布置，另方面有利于上部商業柜臺的布置和辦公室內景觀視野。小柱網4~6m，對于現代高層建筑來說已太不適應建筑功能的要求。從結構角度看，柱網尺寸放大些，一可以使結構上下無需轉換、傳力直接，二可以使框架柱斷面比較大有利于框架梁鋼筋的抗震錨固，三可以使框架梁柱剛度比較匹配，框架結構的剛度形成比較合理，從而比較經濟，四可以減少框架柱數量，有利于加快施工進度。對于純框架結構來說，整體結構的抗側、穩定主要靠框架結構自身，因此框架住斷面尺寸不宜太小，一般在前期設計確定柱斷面時可控制垂直荷載下軸壓比（垂直荷載下組合設計軸心壓力產生的結構斷面壓應力與混凝土抗壓設計強度之比———以下均同此定義）為：中柱≯075~0.85，邊柱≯0.7~0.8，角柱≯0.65~0.75。

2.2剪力墻結構

剪力墻結構一般適用于高層公寓住宅，此時室內無外凸的柱角，便利于家俱布置和分隔，有利于分戶、防火、防盜、隔音。大量工程實際經驗表明，大開間分戶墻作剪力墻，其間距大約在6~8m，它既承受垂直荷載又承受水平荷載，是比較切實可行的一種結構布置。對于高層剪力墻公寓住宅建筑來說，剪力墻的自重占結構自重的一半左右；小開間的剪力墻體系，墻多，建筑平面不靈活，施工困難，自重大大增加，結構造價、用鋼量大大增加，結構剛度過大，有害無利，已為歷史所淘汰。

2.3筒體稀柱框架結構

筒體稀柱框架結構是近十年來世界各國較普通采用并且有廣闊發展前景的一種重要高層建筑結構體系。這種體系通常是由中央核心筒與周邊稀柱框架構成。國外多采用鋼結構，此時樓面多采作鋼梁鉸接支承于周邊鋼柱、鋼框架梁和核心筒的鋼往、鋼梁上，核心筒、鋼柱多采用鋼———混凝土組合，樓板多為壓型鋼板混凝土組合，整體結構的抗側剛度來源于核心筒和周邊的稀柱外框筒的協同工作，若抗側剛度不夠，常在設備層、避難層設外伸剛臂構成剛性加強層或在周邊布置支撐體系予以增強，其建筑高度已達100層、400m左右，它的優點是有利于減少工地勞動力、降低建造成本、加快施工進度，缺點是面廣量大的樓面梁鉸接未能發揮共抗側作用。只顧結構自身局部某個或某類構件的合理性，忽視建筑物整體的合理性，使結構占據過大的建筑空間，降低建筑平面利用系數，影響建筑使用標準，甚至引起建筑層高過多加大，使建筑物造價隨之增加，這種設計思想和方法是錯誤的。應該說，如何做到使高層建筑結構中每一個構件都能較好地發揮既承受垂直荷載又承受水平荷載。充分發揮高層建筑結構中每個構件的整體空間抗側作用，才是一個好的高層建筑結構設計。

【參考文獻】：

【1】王金山.淺談高層建筑的結構設計【J】.黑龍江科技信息.2011(11)

【2】張祝梅.淺談高層框支剪力墻設計【J】.民營科技.2010(10)

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關鍵詞：高層建筑、結構設計、特點、設計要點

中圖分類號：TB482.2 文獻標識碼：A

一、高層建筑概念性分析

超出一定的層數與高度的多層建筑就是高層建筑。我們國家從二零零五年開始就對超出十層的住宅建筑以及超出二十四米的公共建筑做出明確的規定，規定此類建筑為高層的建筑。然而，超出二十四米的單層的建筑不屬于高層建筑。一九七二年國際高層建筑會議中把高層建筑分成了四類，第一類是九至十六層，最高不超出五十米，第二類是十七層至二十五層的，最高不超出七十五米，第三類是二十六至四十層，最高不超出一百米，第四類就是四十層以上的。高層的建筑對于城市用地來說起到很大的節約作用，也把公用設施縮短了很多，市政管網的開發周期也受到一定程度的縮短，進而使市政的投資得到減少，這對于城市建設來講起到很大的促進作用。

二、高層建筑結構設計特點分析

軸向的變形是一個不得不重視的問題，在高層的建筑中，具有非常大的豎向載荷，在柱的中間可以引發非常大的軸向變形，嚴重影響了連續梁彎矩，導致梁中間連續不斷的出現負彎矩的減小，跨中正彎矩以及端支座負彎矩值也會不斷的增大，除此之外，對于預測構件的下料長度也會有很大的影響產生，所以，對軸向變形的計算值有一定的要求，并且調整了下料的長度，除此之外，對構件進行側移的過程中也是有一定影響的，與構件豎向變形相對比的話，對于不安全的結果也會出現偏差的現象。首先，在設計的過程中其中一項重要的設計指標就是結構生，對于底層的建筑來講，高層的建筑在結構方面更國柔和，受地震的影響會加大變形，為了讓高層的建筑結構在進入變形之前仍然可以保持非常強的變形能力，避免倒塌的現象發生，尤其是在構造上要運用適合的方法，對結構進行相應的保護，這樣可以加強它的生。其次，起著決定性作用的因素是水平荷載，一是由于高層建筑的樓房自重較重，樓面在使用荷載中引發的軸力以及彎矩的數值也較大，與建筑的高度相比就能形成一次方的正比，如果水平荷載對結構再產生影響的話，就會加強傾覆力，使軸力不斷增強，與樓房的高度形成兩次方的正比，二是對于具有一定高度的樓房來講，豎向荷載整體上都是固定的值，風荷載是具有水平荷載的，受到地震的作用之后，數值會發生一定的變化。

三、新時期高層建筑結構設計中應注意的問題

第一，高層建筑結構的受力性能，對任何一個建筑物開始的方案設計來講，建筑師一般考慮的最多的是建筑物的空間及組成的特征，并不是對它的具體結構進行確定。對于建筑物的空間形式以及穩定性來講，建筑物的底面是非常重要的，起著不可替代的作用，因為建筑物的組成需要一些非常大且重的構件，所以，結構一定要能夠把它自身的重量傳到地面，結構的荷載作用是向下的，對于建筑設計來講，最重要的就是要把選擇的體系搞清楚，以及向下的作用力與地基土之間存在的關系搞清楚，因此，在開始進行建筑設計的時候，一定要把承重柱以及承重墻的數量進行全面的分析，并做出整體的設想與規劃。

第二，高層建筑的結構設計中存在的扭轉性問題，建筑具有三心，就是幾何形心、結構的重心以及剛度的中心，在進行結構設計的時候一定要對建筑的三心進行要求，并且要做到匯于一點，也就是三心合一。結構設計的過程中如果沒有做到三心合一，就是結構的扭轉問題。為了建筑物避免因為水平的荷載作用而受到扭轉的破壞，所以，在進行設計的時候要對結構的形式進行合理的選擇，并且對平面的布局進行合理的規劃，盡最大的力量做到三心合一。受水平荷載的作用，高層的建筑的質量分布對于扭轉作用起著非常大的作用。為了使其平面得到均勻的分布，使結構的扭轉振動得到減輕，就要對建筑物使用矩形、方形、正多邊形以及圓形的平面形式。在特定的環境下，因為城市規劃限制了街道的景觀及建筑場地，高層建筑也不會都用簡單的平面形貌，所以，在進行設計時要把厚度與寬度控制在范圍內。

第三，高層建筑結構設計中的側移和振動周期，建筑結構的建筑結構的振動周期問題包含兩方面: 合理控制結構的自振周期; 控制結構的自振周期使其盡可能錯開場地的特征周期。一是結構自振周期，高層建筑的自振周期(t 1) 宜在下列范圍內:框架結構: t 1= (0. 1～ 0. 15)n

框―剪、框筒結構: t 1= (0. 08～ 0. 12)n

剪力墻、筒中筒結構: t 1= (0. 04～ 0. 10)n

n 為結構層數。

結構的第二周期和第三周期宜在下列范圍內:

第二周期: t 2= (1 3～ 15 )t 1; 第三周期: t 3= (1 5～ 17)t 1。二是共振問題，如果在建筑場地有地震發生的時候，建筑物的自振周期就會接近場地的特征周期，兩者之間就會有共振發生。所以，在進行方案設計的時候就要把建筑場地的特征周期考慮進去，這樣可以有效避免發生共振的現象。三是水平位移特征，水平位移滿足高層規程的要求， 并不能說明該結構是合理的設計。同時還需要考慮周期及地震力的大小等綜合因素。因為結構抗震設計時， 地震力的大小與結構剛度直接相關， 當結構剛度小， 結構并不合理時， 由于地震力小則結構位移也小， 位移在規范允許范圍內， 此時并不能認為該結構合理。因為結構周期長、地震力小并不安全; 其次， 位移曲線應連續變化， 除沿豎向發生剛度突變外， 不應有明顯的拐點或折點。一般情況下剪力墻結構的位移曲線應為彎曲型; 框架結構的位移曲線應為剪切型; 框―剪結構和框―筒結構的位移曲線應為彎剪型。

第四，位移限值、剪重比及單位面積重度。首先，位移限值，在結構整體計算的輸出結果中， 結構的側移(包括層間位移和頂點位移) 是一個重要的衡量標準， 其數值大小從一個側面反映出結構的整體剛度是否合適， 過大或過小都說明結構剛度過小或過大(或者體現結構兩個主軸方向的剛度是否均衡) ， 以致要引起設計者對其中的結構體系選擇、結構的豎向及平面布置合理性的再思考?，F行規范中將頂點位移與層間位移并重對待，經實踐探索并參照國外經驗， 得出的結論為: 高層建筑尤其是超高層建筑， 頂點位移限值決定的不僅是其數值大小而且還有其振動頻率，人的舒適感覺與振動頻率有關而與振動幅度(絕對位移) 關系不大， 即擺動頻率不太高時就可滿足人們的舒適度; 其次， 防止結構由于變形過大而可能遭受損壞或破壞的控制因素是層間相對位移， 而其限值在現行規范中似偏嚴， 可予放松。同一結構用不同的計算程序計算， 如果其層間位移數值差異很大，則有可能是其“層間位移”內涵不同所致， 有的是指樓層形心位移， 有的則專指考慮樓層轉動后的最大角點位移， 后者通常比前者要大， 形心位移對規則建筑有意義， 而角點位移則更能反映結構樓層的真實位移，因此角點位移是結構工程師必須關注的一個數值。

其次，剪重與單位面積重度，體現結構在受到地震的時候反應的一個指標就是結構的剪重比，反應的大小與結構的地震設防烈度有直接的關系，再就是與結構的體型有一定的關系，如果設防烈度達到九度的時候，剪重就會隨之發生一定的變化，扭轉效應也會有明顯的變化。單位的面積重度是對結構的構件截面取值進行衡量的，是不是與樓層的荷載數據保持一致的一個非常重要的因素。這兩個指標不但在施工圖設計的時候能發揮出非常重要的作用，并且在開始設計的時候也都是一些非常關鍵的數據，這些數據也把結構體系的正確與否通過另一個側面體現了出來，同時，還體現了結構是不是具有合理笥，電算數據的輸入的正確性，還有最終決定電算結果的可信性。所以，在進行結構設計的時候是不得不重視這兩個指標的。

四、結束語

總而言之，高層的建筑規模在不斷的擴大，型式也是多種多樣，結構形式更是非常的新穎，并且，這些對于結構設計工作者來講也都是其發展的方向與目標。任何一名結構工程師在高層建筑結構的設計過程中，都要隨著隨著高層建筑規模和型式的不斷發展，追求結構形式新穎、受力合理的目標將是結構設計工作者的目標和方向。作為結構工程師，高層建筑結構設計中應根據實際情況做好結構分析， 多做方案比較，加強優化設計的實施，高層建筑的結構設計不僅應保證高層建筑具有足夠的安全性，還應保證結構的經濟性、合理性。

參考文獻：

[1]陳子健，淺談高層建筑結構分析與設計[J]，江西建材，2013(1)；

[2]孫小藝，高層建筑結構設計的實踐探討[J]，科技創新導報2013年21期；

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關鍵詞：小高層住宅群 消火栓給水系統 設計

1 前言

近幾年來，小高層住宅群設計風靡全國，順德地區也漸漸出現了例如信合花苑、雍景豪苑、嘉信城市花園等熱銷的小高層住宅樓。最初小高層住宅群只是幾萬m2--，現在十幾、幾十萬m2----小高層建筑群也是司空見慣。所謂小高層住宅這里指總高十一二層的住宅，此類住宅往往采用一梯四戶的模式，一層架空用于綠化、管道轉換或設零星的商業網點。檔次稍低的，也有架空用做車庫，絕大多數則另設地下車庫。

2 小高層住宅群的設計特點

小高層住宅群消火栓給水系統設計套用現行《高層民用建筑設計規范》（GB50045-95），往往按如下設計方式：一、消火栓系統單獨設置，設臨時加壓泵房，每個消防栓箱啟動泵按鈕信號均要接至消火栓泵房，由著火信號自動啟動消火栓泵。二、必須設不小于6m3----（有的地方消防部門要求為12m3----）的消防水箱。當建筑不利點消火栓靜水壓力低于0.07Mpa時，要設消火栓穩壓泵。三、為保證消防水不被動用，單獨設消防水池或采用液位限制。

按上述設計，消火栓與生活給水系統各自獨立，室外管位緊張，設計困難；另外投資大，影響房地產開發商的開發利潤；屋頂設消防水箱，尤其不設穩壓泵房的消防水箱間，嚴重影響建筑立面。更主要的是，最終使用效果適得其反，有必要認真分析。

3 小高層住宅群消火栓、生活給水系統宜合并

小高層住宅群一般為普通住宅，小于等于50m，室內消防栓用水量應為10l/s。如果首層有商業網點按二類商住樓考慮則應為20l/s，若有汽車庫按I、II類停車庫考慮亦采用20 l/s。即使按20 l/s，生活用水量按350L/（人·d）計算，對于8萬m2-左右的小高層住宅群，消火栓供水量與生活水供水量基本持平，面積再大則生活供水量大于消防用水。顯然，生活水與消防水共用管，對于面積越大的小高層住宅群，就水量而言只會更有利于消防。

生活給水供水水壓與消火栓供水水壓差，經計算為0.12—0.18Mpa左右，完全可以共用設備。如采用變頻供水，生活供水減頻，消防恢復原頻，可克服生活供水采用消火栓水壓耗能略高的毛病。

對于小高層住宅群而言，室外給水工程量比較可觀，生活給水與消火栓給水系統分開的結果導致室外管道工程量幾乎增加一倍；對于有地下小汽車庫，總圖緊張的小區，有時竟很難找到管道位置。更應引起有注意的是，某些地方消防檢查統計表明，單獨設置消火栓給水系統竟有1/3不合格，“消防突擊檢查時運行合格率較低”的原因，恰恰是由于生活給水與消防給水分開的緣故。生活給水系統的增加投入可可以增加售房賣點或住戶對物業管理的滿意程度，因此生活給水問題普遍受到重視，生活給水泵因常開，開發商甚至愿意選購進口不銹鋼泵，物業管理也有完善、規范化的制度。消火栓給水系統則不然，很多只是應付例行公事的消防檢查，得不到應有的重視，最終單設消火栓給水系統反倒不安全。

現行消防規范還規定，消防水不能動用。消火栓系統死水一潭，還不允許少量動用，比如綠化灌溉用水。保證半個月或一個月，消防系統換水一次，以防止消防水質的惡化，但最根本的措施還在于消火栓給水與生活給水系統合并。

4 變頻或氣壓給水系統應視為常高壓給水系統，可不設屋頂水箱

何為常高壓給水系統，《高規》尚無明確定義。本人個人理解，對于水消防系統而言，無論是準工作狀態或消防時，都能保證消防水量與消防水壓的要求，即可認為是常高壓給水系統。

擔心變頻或氣壓給水不能保持常高壓的原因，無非是擔心電源切換時間以及設備機械故障。實際上生活、消防合用的變頻或氣壓給水系統，為了加強其消防功能，在供電電源設計上下足了功夫，為保證生活給水功能，提高樓宇的檔次，開發商也愿意花大價錢購置高級發電機。根據《民用建筑電氣設計規范》（JGJ16-92）6.1.5.1機組應始終處于準備啟動狀態，當正常供電中斷時，機組應立即啟動，并在15s內能投入正常帶負荷運行。

對于小高層建筑群而言，即使15s的消火栓供水量，也就是300L，保守點按30s，即穩壓罐水容積到600L，也足以保證消火栓系統的安全。

至于設備故障，生活給水泵及消火栓給水泵互相備用，大大增加了設備的安全性。何況山上的水池及管道輸送也不是絕對沒有故障的可能。隨著科技的發展，設備的可靠性還會進一步提高。

設屋頂消防水箱對于大型高層建筑問題不大，但對于小高層住宅群則有異議。如果一次著火區設一個顯然做不到萬無一失?！陡咭帯肺从兄鸫螖档囊幎?，《建規》則規定≤2.5萬人為1次， ≤5萬人為2次。按如今一般人均面積，2.5萬人反推算，住宅面積至少也在50萬m2以上；按較高的容積率，住宅占地面積也要28萬m2，其半徑在200 m以上。即使屋頂消防水箱在中心位置，管道阻力也相當可觀。若每一座小高層都加消防水箱，這種方式即過于原始，造價也高。相反，可靠的生活、消火栓給水合并變頻給水系統，則無此弊病。

房地產行業進入市場機制以來，對房屋美觀、實用提出更高的要求，出現許多新型建筑，對傳統消防方案，提出這樣或那樣的意見。制定適宜的消防規范舉足輕重，能否在保證安全的前提下采取更節省的方案，期望有關消防設計規范不斷完善。

5 現階段小高層住宅群消火栓給水系統設計要點

在針對小高層住宅群消火栓給水系統新規范未產生以前，為保證業主的利益和消火栓給水系統的更為可靠，現階段可采用部分變通做法。設計要點如下：

A 單體小高層建筑內消火栓給水與生活給水系統分開，生活給水進戶總管上設電磁閥，有火警信號時電磁閥關閉，防止著火時水源被生活給水系統占用。共用水池儲量為生活用水與消防用水的總和，變頻給水裝置的水量為兩者之和。

B 小高層住宅群室外生活給水與消火栓給水合流，以合用最大水量，最高水壓選變頻給水泵。變頻水泵壓力為可調，分別設生活給水壓力及消火栓給水壓力兩檔，消火栓給水壓力與消火栓連鎖，著火時火災信號自動改變變頻給水壓力設置。

C 小高層單位內消火栓給水系統與室外給水干管之間，設兩路進水管，每條進水管除了加閘閥外，加止回閥或管道倒流防止器，止回閥接近室內端接消防水泵接合器，避免給水系統被污染。

6 結論

A 消防有關規范對小高層住宅群消火栓系統設計應研究針對性的規定。

篇6

關鍵字：高層建筑物；研究；倒塌

中圖分類號：TU208.3 文獻標識碼：A 文章編號：2306-1499（2014）12-

1.高層建筑結構地震損傷研究

（一）高層建筑結構豎向研究

這個研究主要考慮的是，鋼柱、鋼筋混凝柱還有鋼筋剪力墻，在應對地震時的反映，對這個損傷進行深入分析。在考慮了kk模型基礎上，需要引入bonora分析模型，這樣分析結果才更準確。在進行研究中提出鋼柱受損效應糾正方法，使得這個模型在使用中，可以發揮出更大效果。根據研究發現，當材料出現損傷時，鋼柱的承載力會下降，而且是呈現明顯下降趨勢。鋼柱損傷值在最短時間內會持續上升，而且上升的速度非?？臁ｋS著地震強度不斷加深，上升的速度越來越快。在sina滯回模型研究基礎上，適當引入算法準則，充分考慮當鋼筋剪力墻出現開裂、出現鋼筋損傷時，相應的強度和負鋼度會有所改變。鋼筋混凝土剪力墻會隨著損傷不斷增大，從而出現新的負載值，負載值逐漸增大，該材料會發生突變。另外，使用鋼筋混凝土分析模型，這個模型之所以被引入分析負載值，主要考慮的是基于橫向剩余承載力基礎上開展，在經過動力分析方法就可以準確的確定出鋼筋在地震中出現的損傷程度。這些分析方法在一定程度上會取得良好的效果，可以在高層建筑建設時，充分認識到這些尋在的問題，從而選擇有效的處理方法，為提升抗震強度提供有力依據。

（二）高層鋼框架結構損傷積累效應地震倒塌研究分析方法

基于中心差分法基礎上進行研究，從而得出顯示積分格式。在該格式下進行定義結構強度研究，從而分析出損傷效果。在kk模型中，將其應用到結構中去。在方法的使用應該充分考慮地震強度作用和剛度退化基本規律基礎上，這樣才可以更加科學分析當前出現的問題。針對地震倒塌破壞出現的不確定因素，從而提出完備的抗震收集數值方法。在高程建筑物中，經過有效的編制程序，對建筑物進行地震響應和失效研究，從中可以更好的記錄超額荷載、失效過程和坍塌全過程。分析表明，在充分考慮了材料自身損傷之后，可以更加準確的定位出鋼架結構自身因為荷載過大而失效。在未知的結構失效前，需要做好跟蹤工作，更好的保障地震強度，從而提升抗震力度。模擬鋼架全過程，可以精準的得出最終的破壞模式。在一定程度上，這個研究揭示了高層建筑物結構被破壞存在的機理。

（三）剛度地震倒塌分析

混凝土結構地震損傷分析，在進行實驗過程中，可以設置出一棟三層樓的建筑模型。對該模型進行振動臺實驗，從而更加準確的得出剛度在地震強度下，被損傷的程度，從而演化起變化規律和失效過程。在根據地震剛度損傷分析，可以更好的得出損傷數值。在進行分析和研究過程，就是為了尋找到合適的應對方法，在高層建筑物建設中，將這些方法運用其中，就可以更好的應對在地震影響下，降低高層建筑物的倒塌強度，最大限度保護人身財產安全。隨著社會不斷發展，越來越多的人開始關注高層建筑物抗震性能，汶川地震，玉樹地震，給社會帶來的提示，已經不僅僅時經濟發展損失問題，我們更好深入的分析我國建筑物抗震設計問題，日本是一個地震頻繁國家，可是日本每次地震導致的損失和我國地震損失以比較，其中的問題便顯然而知。我國應該努力做好高層建筑物抗震設計工作，降低損失。

2.高層建筑物設計建議

根據以上分析得出，我國在進行高層建筑物建筑中，需要嚴格規定結構連續倒塌相關規定和原則開展工作。一般而言，高層建筑物倒塌設計思想一般可以分層三個類型。第一，一些可以直接遭受到意外荷載的作用結構，該結構應該擁有一定承載力，這樣才可以更好的保障建筑整體性。第二類，使得建筑結構具備一定的荷載傳遞路徑，當局部受到損傷之后，可以有效的將這些重力進行傳遞，在這個傳遞過程中不會出現局部構建失效問題，從而導致荷載和內力重分布情況出現。這樣就不容易出現大面積的坍塌，更好限度的保護人們的財產和人身安全。第三類，建筑結構要分區隔離，將局部破壞控制在合理的范圍內。就當前我國建設發展而言，倒塌設計方法還不夠完善，還沒有完全制定出來。但是在概念中，可以進行設計，并且控制，這樣可以減少損傷出現。

（一）結構體系

剪力墻結構體系、、筒中筒結構及剪力墻較多的結構體系，這些結構體系在建筑中可以最大限度的降低地震損傷出現。然而，在實際使用中，剪力墻結構以及筒中筒結構在一定程度上雖然滿足了抗震需求，但是會出現人為爆炸，該建筑的抗爆性能弱。當前，對于那些不利的結構體系，應該選擇使用組合結構比較強的結構設計，有效應對連續倒塌?？茖W的建筑結構，在一定程度上可以將破壞控制在最小范圍內，避免破壞力在逐漸蔓延。

（二）傳力途徑

在進行高層建筑結構設計時，應該創造出傳力途徑，可以使用雙向相交梁作為單向大梁替代，使用空腹架替代大梁。在高空網架結構中，這樣充分的處理內力重力分布問題。當建筑物一個方向失效時，另一個方向可以起到承重作用，有效保障建筑平衡。內隔墻材料使用、設計還有構造等都應該具備傳力作用。在樓板位置，這個鋼筋的結構傳力應該是連續不斷，應該在該接頭使用焊接方式連接起來，這樣支座就可以獲得良好的錨固作用。當板樓逐漸斷裂時，會起到良好的懸掛作用。沿著房屋周圍和構件分布區，將其搭建成完整體系，設置起圈梁，這樣可以更好的保障建筑整體結構。

（三）結構連接

當結構受到破壞之后，剩余的結構會因為重力的影響懸掛著，可能進入了塑性狀態，這個狀態非常危險，出現倒塌的概率比較大。因此，在財力選擇時，應該選擇延展性較好的材料。使用延展性好的材料，可以有效的提升建筑物塑性結構，有效的防止變形出現。

3.結束語

地震給人們帶來的傷害不僅是財產損失，不僅是人身傷亡，重要的是給人的內心帶來了傷害。從汶川到玉樹地震中，地震給我國經濟發展帶來的破壞非常大。根據研究發現，如果我國在高層建筑物中，加入抗震元素，進行設計時注重地震破壞因素，有效的選擇科學設計方法，這樣設計出的高層建筑物具備了抗震性能。至少在出現危害時，能最大限度的降低人們財產損失和生命損失出現。

參考文獻

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關鍵詞：大體積混凝土、施工技術

1、概述

目前，大體積混凝土還沒有一個確切的定義。根據日本建筑學會標準的定義，結構斷面最小尺寸在80cm以上、水化熱引起混凝土內的最高溫度與外界氣溫之差預計超過25℃的混凝土稱為大體積混凝土。按此規定，建筑工程中的大體積混凝土，常見的部位有三個：一是高層建筑中的厚大的樁基承臺或基礎底板；二是工業建筑中大型的設備基礎；三是高層建筑的轉換層的梁或板。大體積鋼筋混凝土具有結構厚、體形大、施工條件復雜和技術要求高等特點。除了要滿足剛度、強度和耐久性的要求以外，最突出的問題就是如何控制由于溫度的變化而引起的混凝土開裂。裂縫的出現，不是因為強度不夠，而是因體積大，在水化過程中水化熱產生的溫度應力與大體積混凝土收縮而產生的收縮應力共同作用下產生的。作為施工的工程技術人員，要了解大體積混凝土中由于溫度的變化而引起裂縫的出現；在施工中對溫度應進行監測，采取措施，降低混凝土內部的最高溫度和減小內外溫差。

2、大體積混凝土的裂縫起因及質量要求

總的來講，鋼筋混凝土結構出現裂縫，原因不外乎兩類：第一，由于荷載的作用，結構的強度、剛度或穩定性不夠時而出現裂縫；第二由于溫度、收縮、不均勻沉降等而引起裂縫。大體積混凝土產生裂縫，屬于第二類原因。

2.1、裂縫起因分析

1）由于混凝土的收縮而產生的裂縫混凝土的收縮，主要是：①碳化過程中的收縮。②當混凝土在凝固過程中，內部的水被蒸發而產生的干燥收縮。

2）由于水化熱所產生的裂縫澆筑混凝土時，就有一定的溫度，加上混凝土中的水泥與水進行水化作用產生的水化熱，這兩種溫度為混凝土內部的最高溫度，與外界環境存在著溫差，在降溫過程中，產生拉應力，而引起混凝土開裂。

3）大體積混凝土結構上都承受有巨大的荷載，整體性要求較高，往往不允許留施工縫，要求一次連續澆筑完畢。另外，大體積混凝土結構澆筑后水泥的水化熱量大，由于混凝土體積大，熱傳導性差，水化熱聚積在內部不易散發，混凝土內部溫度顯著升高（水化熱可使中心處的溫度達到60-70℃），而表面散熱較快，這樣形成較大的內外溫差，內部產生壓應力，而表面產生拉應力，當內外溫差大于25℃時，則在混凝土表面產生裂紋；在混凝土內部逐漸散熱冷卻產生收縮時，由于受到基底或已澆筑的混凝土約束，接觸處將產生很大的拉應力，當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時，與約束接觸處會產生裂縫，甚至會貫穿整個混凝土塊體，這些都成為混凝土嚴重的質量隱患。

2.2、質量要求

在澆筑大體積混凝土時的質量要求，除了達到飽滿密實、強度合格和尺寸符合要求之外，還應防止裂縫的出現。其具體做法就是盡量減少混凝土實體的內外溫差。具體要求是：①混凝土內部和外部的溫差不應超過25℃；②混凝土的溫度陡降不應大于10℃。一般來說，大體積混凝土施工的時間應盡可能安排在外界氣溫在20～30℃的季節中進行，使內外溫差比較接近，以減少技術措施的費用，也能避免溫差裂縫的出現。

3、大體積混凝土施工技術

下面參照上述大體積混凝土的裂縫起因及質量要求，以其在基礎底板和設備基礎施工中的應用具體介紹大體積混凝土的施工技術。

3.1、澆筑方法

基礎底板是高層建筑的承重基礎，其特點是整體性要求高，混凝土質量要求密實均勻，施工工藝上應做到分層澆筑、分層搗實，但又必須保證上下層混凝土在初凝之前結合好，不致形成施工縫。設備基礎也有同樣的要求，但外形較為復雜，預埋件及地腳螺栓預留孔較多。如要保證混凝土的整體性，則要保證使每一澆筑層在初凝前就被上一層混凝土覆蓋并搗實成為整體。

3.1.1、施工方案

大體積混凝土基礎底板工程，其施工方案一般分為全面分層、分段分層和斜面分層三種，根據結構物的具體尺寸、搗實方法和混凝土供應能力，通過計算選擇澆筑方案。

（1）分層澆筑，即平面不分段，厚度需分層的澆筑方法。適用于平面尺寸不大的設備基礎或房屋的基礎底板。

（2）段分層澆筑，即是將平面分為若干段，厚度分為若干層澆筑的方法。適用于面積較大，或工作面較長或分組兩端對稱同時作業的基礎底板。

（3）斜面分層澆筑?，F代大型工程施工，多采用泵送混凝土，也多采用斜面分層澆筑。由于來料快、坍落度大，當澆筑厚度較大時，斜面不易控制，形成斜面過陡，粗粒骨料易下墜，拌和物出現離析，混凝土底板容易出現爛根現象。因此，斜面比例應有一定的控制?！陡邔咏ㄖ湫闻c筏形基礎技術規范》提出，可以利用混凝土自然流淌形成的斜坡，采用薄層澆筑。據各方面的經驗和資料，所形成斜坡宜為1：6-1：8，其水平角約為7°-9°；分層厚度應薄，以來料的快慢考慮，控制在300mm以內。注意振搗，但不應過分振搗，否則導致離析。

3.1.2、澆筑工藝

（1）混凝土供應量可按布料、振搗能力安排；或按供應量安排布料和振搗人員的數量。不應超速供應，打亂計劃，影響質量。

（2）澆筑前應先對冷卻水管試水壓及流量。一保不滲漏，二看流量，計劃冷卻時間。

（3）無論采用何種方案澆筑，布料時必須采用移動布料，一是避免離析，二是避免拌和物成堆，以致轉運耗工費時。

（4）布料厚度，根據振動器性能考慮，如用插人式振動器，其厚度應小于400mm，或小于振動器棒長的3/4。并保證振動棒能插人下層混凝土中振搗。也可以按拌和物的粗骨料粒徑、坍落度大小及每層厚度，選用振動器。如工程較大，可選用直聯式振動器或組合式振動器。

（5）布料層距（臺階式水平距離）應不少于1m。

（6）采用吊罐、串筒或溜槽布料時，上一層應在下一層開始初凝，但未超過規定的時效內澆筑。

（7）采用泵送布料，先遠后近，其厚度及水平角度應符合上述施工方案中的要求。布料時布料口應垂直向下，防止混凝土突然沖出將鋼筋向前推移，并保證保護層的厚度。

（8）操作振動器時，注意勿觸動鋼筋骨架及預埋的冷卻水管等預埋件。插入式振動器可以從鋼筋網的空位中插人。

（9）如表面某點出現砂漿窩或石子窩，可先將窩內的凈砂漿或凈石子取出，用腳底或振動器或搓板從窩的將混凝土壓送填補。因系同時攪拌，其黏聚性較從別處取料的好。

（10）大體積混凝土，尤其是泵送混凝土，必然有泌水流出。做基礎墊層時，應將墊層面做成帶有1‰一2‰的坡度斜向后澆帶或兩側，同時在側模板開若干孔引水，以便將泌水引至后澆帶及兩側排水溝，再行引出場外。

3.2、后澆帶

當一些較長（一般為40m以上）的箱形基礎或設備基礎不能設置沉降縫或伸縮縫時，通常采用后澆筑帶（或稱為特殊施工縫）代替。后澆帶是在大體積混凝土基礎中預留的一條后澆的施工縫，它將整塊大體積混凝土分成兩塊或若干塊澆筑，待所澆筑的混凝土經一段時間的養護干縮、原部位混凝土的收縮或沉陷變化基本穩定后，再在預留的后澆帶中澆筑補償收縮混凝土，使分塊的混凝土連成一個整體。

4、結語

總之，大體積混凝土具有結構厚、體形大、施工條件復雜和技術要求高等特點。因而在工程實踐中，不斷加強和深化對大體積混凝土施工技術探討具有非常重要的現實意義。

參考文獻：

篇8

Abstract： At present， scholars have studied the application of composite shear walls in super high-rise buildings below 250 meters， which has some limitations. This paper presents a composite steel shear wall with built-in steel support， which is more suitable for high-rise buildings from 100 meters to 300 meters. This paper proposed the composite shear walls with built-in steel support， combined with a high-rise shear wall structure in Kunming， and based on SAP2000， made an elastic-plastic time history analysis on ordinary shear wall structure and composite shear wall structure with built-in steel support under rare earthquake. Through the analysis of the interlayer displacement， the interlaminar shear force， the stress state of the lower part of shear wall and the plastic hinge development of the two kinds of structures， the paper makes a comparative analysis. The results show that the stiffness and carrying capacity of the composite shear wall with built-in steel support are higher than those of the ordinary shear wall.

P鍵詞：超高層；剪力墻；內置鋼支撐剪力墻；SAP2000；罕遇地震

Key words： super high-rise；shear wall；shear wall with built-in steel support；SAP2000；rarely encountered earthquake

中圖分類號：TU973+.16 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）22-0128-03

0 引言

本文基于鋼板混凝土組合剪力墻和內藏鋼桁架混凝土組合剪力墻[1-5]提出新型內置鋼支撐組合剪力墻。這種剪力墻具有良好的抗震性能，施工構造簡單，造價經濟，適用于100米至300米的高層建筑，特別是對在高烈度地區的高層建筑的使用，具有重要意義。它的結構包括以下幾個部分：鋼筋混凝土墻體，內置于墻體中的型鋼框架和沿型鋼框架對角線的鋼帶支撐。其構造見圖1。

這種結構具有以下特點：

①鋼框架提高剪力墻的豎向承載力和抗側剛度；

②鋼框架連同剪力墻內的鋼筋網使剪力墻內混凝土處于三相約束狀態，從而獲得更高的承載力；

③斜向支撐鋼帶約束鋼框架的側向變形，獲得更好的側向剛度；

④鋼帶與混凝土無錨固措施，允許鋼帶發生軸向拉壓變形，獲得更好的耗能能力；

⑤鋼框架與鋼帶通過節點板連接，構造簡單，施工難度低。鋼框架之間采用鋼帶連接，可以避免混凝土澆筑的密實型，施工質量容易保證。

本文對提出的新型組合剪力墻使用SAP2000軟件進行模擬。通過有限元進行罕遇地震作用下的彈塑性時程分析。對比普通剪力墻和新型內置鋼支撐組合剪力墻兩種結構的層間位移，層間剪力，底層部分剪力墻的受力狀態以及塑性鉸發展情況，了解抗震性能。

1 基于SAP2000的剪力墻高層住宅模型建立

本文所分析工程位于云南省昆明市為剪力墻結構。結構層數為地上25層，地下一層，地震烈度為8度，抗震設計基本地震加速度值為0.2g，場地特征周期為0.45s，場地類別為二類。

原工程由PKPM設計軟件完成，使用盈建科軟件將原PKPM模型轉換為SAP2000的.S2K文件，進而使用SAP2000進行模型的后期修改。轉換后的模型包含結構的荷載信息，部分配筋信息以及與原模型一致的墻，梁的布置。組合剪力墻布置的樓層為底部加強層1至4層，對稱布置在結構。SAP2000普通剪力墻結構與內置鋼支撐組合剪力墻整體結構模型見郭春紅畢業論文[6]。

經反復對模型進行修改，剪力墻整體結構的STAWE模型與轉換后的SAP2000模型質量差值，結構自振的前三階周期以及反應譜法計算的層間剪力差值均滿足模型轉化的要求，可以進行SAP2000模型的分析。

其中SAP2000普通剪力墻結構模型與原PKPM模型信息對比如表1-表3所示。

2 內置鋼支撐組合剪力墻高層建筑的整體動力分析項目

我國抗震設計規范要求采用二階段三水準的設計方法[7]。第一階段設計是承載力和使用狀態下的變形驗算。取多遇地震時的眾值烈度。此時建筑處于使用狀態，視建筑為彈性體系，采用反應譜理論計算地震作用。用彈性方法計算內力和位移，進行荷載效應組合。然后按極限狀態方法設計構件，滿足規范對中震設防烈度的響應要求。第二階段設計是彈塑性變形驗算。對特殊重要的建筑、地震時易倒塌的結構以及有明顯薄弱層的不規則結構，除進行第一階段設計外，還要進行罕遇地震作用下結構薄弱部位的彈塑性層間變形驗算（包括時程分析法的補充計算），并采用相應的抗震構造措施，實現第三水準大震不倒的設防要求[7-8]。

因原設計的普通剪力墻結構在多遇地震下的承載能力已經滿足要求，本文重點在獲得一種相對簡便的內置鋼支撐組合剪力墻彈塑性分析的方法，并初步了解內置鋼支撐組合剪力墻在整體結構中的作用。故本文只對普通剪力墻高層建筑結構和內置鋼支撐組合剪力墻高層建筑進行罕遇地震作用下的彈塑性時程分析。對比普通剪力墻結構和內置鋼支撐組提出的內置鋼支撐組合剪力墻結構的分析結果。罕遇地震作用下的彈塑性分析選擇EL CENTR NS波，其波形圖如圖2所示。地震加速度按《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）規定的時程分析所用地震加速度時程的最大值在SAP2000中進行地震最大加速度的設置，分析所用地震加速度時程的最大值見表4。根據本工程的抗震基本信息，最大地震加速度值按400cm/s2計算。SAP2000時程分析計算法為非線性直接積分法[9]。

3 內置鋼支撐組合剪力墻高層建筑罕遇地震彈塑性分析結果

經SAP2000對普通剪力墻和內置鋼支撐組合剪力墻整體模型的非線性時程分析，本節主要對剪力墻結構的層間位移，底層部分剪力墻的受力狀態以及塑性鉸發展情況做對比分析。

3.1 普通剪力墻與內置鋼支撐組合剪力墻整體模型層間位移對比

通過在SAP2000中定義廣義位移可以直接提取結構的層間位移位移分析得出內置鋼支撐組合剪力墻的存在有效地降低了剪力底部加強部位的層間位移，但X方向5至10層的層間位移依舊比較大。Y方向結構底部加強部位層間位移較大，但內置鋼支撐組合剪力墻結構的位移明顯小于普通剪力墻結構，相比普通剪力墻結構X方向降低了9.5%，Y方向降低了24.4%。這表明內置鋼支撐組合剪力墻顯著提高了底部加強部位的抗側剛度，對減輕地震作用下結構的反應效果較好。

3.2 普通剪力墻與內置鋼支撐組合剪力墻整體模型底部墻體受力分析

根據EL CONTR NS波最大加速度對應時刻提取底層剪力墻X方向和Y方向的應力進行分析得出內置鋼支撐組合剪力墻結構由于具有較大的剛度，在地震作用時所分擔的剪力也較大。因此組合剪力墻的應力明顯大于普通剪力墻。剪力墻的應力對比也說明內置鋼支撐組合剪力墻的使用改變了整體結構的受力分配，結合前面對位移的對比分析，可以看出具有更高剛度的內置鋼支撐組合剪力墻在地震作用下分擔了更多的作用力，較高的剛度和承載力有效地降低了Y構底部的層間位移。這對整體結構受力是有利的。

3.3 普通剪力墻與內置鋼支撐組合剪力墻整體模型塑性鉸發展情況分析

通過非線性時程分提取在地震加速度最大時刻剪力墻結構中塑性鉸的發展狀況，分析內置鋼支撐組合剪力墻對梁受力的影響。塑性鉸主要出現在結構底部1至6層，且塑性鉸的發展處于第一階段即立即使用階段。這表明結構底部1至6層雖然進入塑性階段但其塑性程度還沒有威脅到結構的安全。普通剪力墻與內置鋼支撐組合剪力墻塑性鉸出現的層數并無差別。

為了進一步了解組合剪力墻對梁塑性發展產生的影響，單獨取出結構底層分析從塑性鉸的發展情況可以看出，在X向地震作用下，普通剪力墻結構部分梁端出現塑性鉸，但與內置鋼支撐組合剪力墻結構相比，其塑性鉸數量較多，除了結構中部出現塑性鉸，靠近結構的梁上也出現了塑性鉸，而組合剪力墻結構由于布置有內置鋼支撐組合剪力墻，其并沒有出現塑性鉸，這表明內置鋼支撐組合剪力墻的存在提高了結構的剛度，減小了結構的層間位移。在Y向地震作用下，由于該結構Y方向剛度較小，兩種結構在該方向的地震作用下，出現的塑性鉸明顯多于X方向，但相比普通剪力墻結構，組合剪力墻結構中塑性鉸較少，這一現象表明，內置鋼支撐組合剪力墻提高了Y方向的剛度，較少的塑性鉸同樣位于布置有內置鋼支撐組合剪力墻的結構。

4 小結

本文基于SAP2000對普通剪力墻結構與內置鋼支撐組合剪力墻結構進行罕遇地震作用下的彈塑性時程分析，通過對兩種結構的層間位移，層間剪力，底層部分剪力墻的受力狀態以及塑性鉸發展情況做對比分析。我們可以得出內置鋼支撐的存在顯著提高了底部加強部位的抗側剛度，有效降低加強層的層間位移。同時內置鋼支撐組合剪力墻的使用改變了整體結構的受力分配，分擔了混凝土墻體的受力，有效地分擔了梁的受力，增加了結構的整體剛度和承載力，減少了結構在罕遇地震下底部加強部位受到的損傷，改善了結構的抗震性能。

參考文獻：

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[8]周秀月.鋼結構交錯桁架體系的合理結構布置探討與Push-over分析[D].西安建筑科技大學，2005.

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關鍵詞：應急照明 配電 控制

新版的《民用建筑電氣設計規范》（以下簡稱《民規》）JGJ16－2008與國家標準《建筑照明設計標準》GB 50034中的方式分類相同，在第10．3．2條中講到，工作場所下列情況應設置應急照明：正常照明因故障熄滅后，需確保正常工作或活動繼續進行的場所，應設置備用照明；正常照明因故障熄滅后，需確保處于潛在危險之中的人員安全的場所，應設置安全照明；正常照明因故障熄滅后，需確保人員安全疏散的出口和通道，應設置疏散照明。而在《民規》JGJ16－2008第13．8．1條中講到，火災應急照明應包括備用照明、疏散照明，其設置應符合下列規定：供消防作業及救援人員繼續工作的場所，應設置備用照明；供人員疏散，并為消防人員撤離火災現場的場所，應設置疏散指示標志燈和疏散通道照明。在此刪除了《民規》92版中火災應急照明包括的安全照明。這里出現了應急照明和火災應急照明兩個概念，在《建筑設計防火規范》和《高層民用建筑沒計防火規范》中也籠統的講火災事故照明和火災應急照明。只能說這些規范對應急照明和火災應急照明兩個概念未作明確的定義劃分，只能理解為火災應急照明是火災時不含安全照明的應急照明。鑒于民用建筑電氣設計中安全照明較少，下文主要針對火災應急照明進行論述。

1、應急照明的配電

國家標準《建筑照明設計標準》規定：應急照明的電源，應根據應急照明類別、場所使用要求和該建筑電源條件，采用下列方式之一：1．接自電力網有效地獨立于正常照明電源的線路；2．蓄電池組，包括燈內自帶蓄電池、集中設置或分區集中設置的蓄電池裝置；3．應急發電機組；4．以上任意兩種方式的組合。

實際工程中，我們應根據建筑物消防負荷等級，合理的選擇配電方式。參照《民規》第13．9．12條，應急照明電源應符合下列規定：1.當建筑物消防用電負荷為一級，且采用交流電源供電時，宜由主電源和應急電源提供雙電源，并以樹干式或放射式供電。應按防火分區設置末端雙電源自動切換應急照明配電箱，提供該分區內的備用照明和疏散照明電源。當采用集中蓄電池或燈具內附電池組時，宜由雙電源中的應急電源提供專用回路采用樹干式供電，并按防火分區設置應急照明配電箱。2.當消防用電負荷為二級并采用交流電源供電時，宜采用雙回線路樹干式供電，并按防火分區設置自動切換應急照明配電箱。當采用集中蓄電池或燈具內附電池組時，可由單回線路樹干式供電，并按防火分區設置應急照明配電箱。一般小工程均采用單電源加內附電池組燈具。3.高層建筑樓梯間的應急照明，宜由應急電源提供專用回路，采用樹干式供電。宜根據工程具體情況，設置應急照明配電箱。4.備用照明和疏散照明，不應由同一分支回路供電，嚴禁在應急照明電源輸出回路中連接插座。

其中第4條備用照明和疏散照明，不應由同一分支回路供電，是2008年新版《民規》增加的，保障備用照明和疏散照明的可靠性，要加以重視。

2、應急照明的設置

公共建筑的下列部位應設置備用照明：(1)消防控制室、自備電源室、配電室、消防水泵房、防煙及排煙機房、電話總機房以及在火災時仍需要堅持工作的其他場所；(2)通信機房、大中型電子計算機房、BAS中央控制站、安全防范控制中心等重要技術用房；(3)建筑高度超過100m的高層民用建筑的避難層及屋頂直升機停機坪。

公共建筑、居住建筑的下列部位，應設置疏散照明：(1)公共建筑的疏散樓梯間、防煙樓梯間前室、疏散通道、消防電梯間及其前室、合用前室；(2)高層公共建筑中的觀眾廳、展覽廳、多功能廳、餐廳、宴會廳、會議廳、候車(機)廳、營業廳、辦公大廳和避難層(間)等場所；(3)建筑面積超過1500m2的展廳、營業廳及歌舞娛樂、放映游藝廳等場所；(4)人員密集且面積超過300m2的地下建筑和面積超過200m2的演播廳等；(5)高層居住建筑疏散樓梯間、長度超過20m的內走道、消防電梯間及其前室、合用前室；(6)對于l一5款所述場所，除應設置疏散走道照明外，并應在各安全出口處和疏散走道，分別設置安全出口標志和疏散走道指示標志；但二類高層居住建筑的疏散樓梯間可不設疏散指示標志。

應急照明設置要求在《民規》和《建規》和《高規》中都有介紹，在此不一一詳述。需要指出是當采用蓄電池作為應急照明的備用電源時，在非點亮狀態下，不得中斷蓄電池的充電電源。

3、應急照明的控制

在火災發生時或正常照明的電源失效時應急照明應能可靠地接通點亮，這就需要應急照明系統要有可靠的控制方式。

在未設火災報警控制系統的場所，現行規范并無火災時應急照明強制點亮要求，應急照明一般均采用自帶蓄電池燈具或集中蓄電池EPS供電保障，能夠保證正常電源失去時，應急照明可靠點亮就行了。

在設置火災報警控制系統的場所，火災時通過消防聯動的方式，發出控制信號強制點亮應急照明燈具，保證應急照明的可靠運行，下面結合兩張圖介紹一下應急照明的強制點亮方法。

圖1中應急燈以自帶蓄電池為例，應急燈中A為充電線接線端，B為點亮線接線端。應急燈1為平時常亮，一般為疏散指示標志燈；應急燈2為平時不亮，一般為疏散指示標志燈；應急燈3為平時現場開關控制的燈具；應急燈4為平時配電箱內開關控制的燈具。應急燈1不存在強制點亮問題，不作討論。應急燈2～4中，平時強制點亮線不帶電，火災時消防聯動信號控制KM接觸器，強制點亮線帶電，應急燈2點亮；

此同時應急燈3的雙控開關無論投向那一側，均會點亮；應急燈4中KZ線無論是否有電，強制點亮線KM帶電，也能保證點亮。

另外實際工程中還有部分不帶蓄電池或集中蓄電池EPS的燈具，控制方式類同，不一一詳述。

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關鍵詞:應急照明；蓄電池組件；消防聯動控制模塊；

中圖分類號： TM912 文獻標識碼： A

引言

應急照明是現代公共建筑及住宅的重要安全設施，它同人身安全和建筑物安全緊密相關。當建筑物發生火災或其它災害，伴隨著電源中斷，應急照明對人員疏散、消防救援工作都有重要的作用。

一. 應急照明的分類及概述

依據《建筑照明設計標準》（GB50034-2004）2.0.18～2.0.21應急照明分為三類即疏散照明安全照明備用照明。應急照明是指因正常照明的電源失效而啟用的照明。疏散照明是指作為應急照明的一部分，用于確保疏散通道被有效的辨認和使用的照明。安照全明是指作為應急照明的一部分，用于確保處于潛在危險之中的人員安全的照明。備用照明作為應急照明的一部分，用于確保正?；顒永^續進行的照明。

二. 應急照明的設置

應急照明按規范要求可以利用正常照明的一部分設置，也可以單獨設置，筆者認為還是單獨設置為好,其理由有三從經濟方面考慮和在一起正常照明的配電線路必須采用阻燃耐火導線配電箱必須采

用雙切換箱，而單獨設置時正常照明采用一般導線配電箱采用一般非雙切換箱，正常照明和應急照明比起來比例大的多，單獨分開設置應急照明所須用的阻燃耐火導線和雙切換配電箱數量少的多，這樣單獨分開設置經濟上節省的多；單獨分開設置應急照明燈具及配電線路的安全質量可靠性高。因為分開設置時應急照明燈具平時不用點亮配電線路平時也不使用而和在一起時應急照明燈具及配電線路平時也要使用，這樣應急照明燈具及配電線路容易損壞可靠性降低故障時很可能無法點亮而造成無法估計的損失?；馂臅r單獨分開設置很容易點亮而和在一起火災時點亮在技術上很有難度。因為分開單獨設置在應急照明配電箱采用交流接觸器和消防聯動控制模塊結合火災斷開充電線即可點亮應急照明燈而能保證不斷開電源見圖-1，而和在一起設置既要點亮應急照明燈具但電源不能切斷又要在消防時切斷非消防負荷正常照明電源在技術上很難實現。

圖-1

但是對于設備用房，依據《民用建筑電氣設計規范》(JGJ16-2008)13.8.6條應急照明的照度不低于正常照明的照度。此時應急照明可以和正常照明一起設置，因為在這種情況下應急照明和正常照明的數量一樣多，不存在經濟上節省的問題。

應急照明的照度應急時間和切換時間見下表：

分類 照度（Lx） 應急時間 切換時間

安全應急照明 不低于該場所

一般照明照度

值的5％ 不應大于5s

備用應急照明 不應低于正常照明照度 大于180min 不應大于5s

金融商業交易場所 不應大于1.5s

疏散通道的疏散照明 0.5 不應大于5s

人員密集場所內的地面 最低水平照度1.0 不應大于5s

避難層備用照明 不應低于正常照明照度 大于等于60min 不應大于5s

火災疏散標志照明 0.5 大于等于30min 不應大于5s

豎向疏散區域 最低水平照度5 大于等于30min 不應大于5s

人員密集流動疏散區域及地下疏散區域 最低水平照度5 大于等于30min 不應大于5s

應急照明的設置場所依據《民用建筑電氣設計規范》（JGJ16-2008 ）13.8.1、13.8.2、13.8.3、13.8.4，《建筑照明設計標準》（GB50034-2004）3.1.2，《建筑設計防火規范》（GB50368-2005）11.3.6 、11.3.5、 11.3.4 、11.3.1，《住宅建筑電氣設計規范》(JGJ242-2011) 9.3.1,《高層建筑設計防火規范》(GB50045-95(2005年版) )9.2.1、9.2.3、9.2.4。疏散照明主要設在樓梯間，疏散走道，人員密集的公共場所 ，主要的設備用房要設備用照明。

三. 應急照明的控制

從應急照明的定義可以看出正常照明失效后，應急照明應啟動。應急照明的啟動在實際工程中是通過消防聯動控制模塊由火災報警控制器控制，切斷交流接觸器切斷應急照明燈的充電線，待應急照明燈的蓄電池組件檢測到充電線斷電蓄電池自動投入，應急燈應點亮。在非火災時正常電源故障，線路斷電，充電線斷電蓄電池組件檢測到充電線斷電蓄電池自動投入，應急燈點亮。

應急照明的二種控制方式：方式一見圖應急照明原理(一)

在未發生火災時，配電箱中的交流接觸器的常開主觸頭斷開，單聯雙控開關，關燈點無電，雙控開關打到關燈點燈關，打到開燈點燈亮火災。火災時通過消防聯動控制模塊發信號常開觸點閉合，無論開關在那個極燈總是亮的，從而點亮應急照明燈，待火災線路出現故障時，配電箱無法供電，燈具的蓄電池組檢測到充電線失電，蓄電池再投入。配電箱由雙電源供電，再加上蓄電池，共有三路電源，保證了應急照明供電可靠性,也增加了應急照明時間。

方式二見圖應急照明原理(二)

根據《住宅設計規范》(GB50096-2011)8.7.5 共用部位應設置人工照明，應采用高效節能的照明裝置和節能措施。當應急照明采用節能自熄開關時，必須采取消防時應急點亮措施。該控制原理，采用紅外感應開關帶消防強啟功能，該開關輸入相線、中性線、強啟線，輸出開關線，平時受光感應控制，消防火災時交流接觸器主觸頭閉合，強啟線得電，應急照明燈點亮，從而實現了節能自熄開關在消防時強制點亮的功能。

四．應急照明的供電及配電

依據《供配電設計規范》(GB50052-2009)應急照明按建筑的性質分為一級負荷或二級負荷。采用兩路市電雙電源供電或雙路電源供電，雙路電源供電進行末端雙切換，應急照明燈帶蓄電池，相當于三路電源，雙電源用于平 時。依據《建筑照明設計標準》（GB50034-2004）7.2.2兩路電源可引自市電或柴油發電機。

依據《民用建筑電氣設計規范》（JGJ16-2008）13.9.2當應急照明為一級負荷時，應按防火分區設置末端雙電源自動切換應急照明配電箱，提供該分區內的備用照明和疏散照明電源。當采用集中蓄電池或燈具內附電池組時，宜由雙電源的應急電源提供專用回路采用樹干式供電，并按防火分區設置應急照明配電箱。當應急照明為二級負荷并采用交流電源供電時，宜采用雙回線路樹干式供電，并按防火分區設置自動切換應急照明配電箱。當采用集中蓄電池或燈具內附電池組時，可由單回線路樹干式供電，并按防火分區設置應急照明配電箱。按放火分區設置雙電源切換箱是為了增加供電可靠性，燈具帶有蓄電池就地有了備用電源，防火分區設置照明配箱即可。高層建筑樓梯間的應急照明，宜由應急電源提供專用回路，采用樹干式供電。宜根據工程具體情況，設置應急照明配電箱。備用照明和疏散照明，不應由同一分支回路供電，嚴禁在應急照明電源輸出回路中連接插座。

應急照明分支回路暗敷設時，應穿管并應敷設在不燃燒體結構內且保護層厚度不應小于30mm；明敷設時，應穿有防火保護的金屬管或有防火保護的封閉式金屬線槽；所采用的導線除19層及以上的一類高層住宅建筑，公共疏散通道的應急照明應采用低煙五鹵阻燃的線纜, 10層~18層的二類高層住宅建筑，公共疏散通道的應急照明宜采用低煙無鹵阻燃的線纜外，采用普通導線即可。

五、總結及展望

總之，應急照明在民用建筑電氣的設計中占很重要的地位，在設計中必須要重視，涉及到人民生命和財產的安全寧可犧牲經濟性也要保證安全性、可靠性。

參考文獻:

《民用建筑電氣設計規范》（JGJ16-2008）

《建筑照明設計標準》（GB50034-2004）

《建筑設計防火規范》（GB50368-2005）

《住宅設計規范》(GB50096-2011)